新型電力系統(tǒng)概念精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇新型電力系統(tǒng)概念，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關鍵詞：電力系統(tǒng)自動化研究方向發(fā)展趨勢 新技術

變電站電力系統(tǒng)是把一些設備組裝起來，用以切斷或接通、改變或者調整電壓，在電力系統(tǒng)中，變電站是輸電和配電的集結點，變電站主要分為:升壓變電站，主網變電站，二次變電站，配電站。電力系統(tǒng)綜合自動化是基于科技發(fā)展和計算機網絡技術的出現而逐步形成的一個概念，是一個綜合發(fā)電廠、變電站、輸配網絡和用戶的集成概念，其概念研究和實現的主要目的就是如何更好地掌控和監(jiān)視電力從出廠到供應的全過程，使輸配過程更有效和通暢。

1、電力系統(tǒng)自動化的研究方向

（1）智能保護與變電站綜合自動化 。對電力系統(tǒng)電保護的新原理進行了研究，將國內外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動控制理論、自適應理論、網絡通信、微機新技術等應用于新型繼電保護裝置中，使得新型繼電保護裝置具有智能控制的特點，大大提高電力系統(tǒng)的安全水平。（2）電力市場理論與技術。基于我國目前的經濟發(fā)展狀況、電力市場發(fā)展的需要和電力工業(yè)技術經濟的具體情況，認真研究了電力市場的運營模式，深入探討并明確了運營流程中各步驟的具體規(guī)則；提出了適合我國現階段電力市場運營模式的期貨交易（年、月、日發(fā)電計劃）、轉運服務等模塊的具體數學模型和算法，緊緊圍繞當前我國模擬電力市場運營中亟待解決的理論問題。（3）電力系統(tǒng)實時仿真系統(tǒng)。對電力負荷動態(tài)特性監(jiān)測、電力系統(tǒng)實時仿真建模等方面進行了研究，引進了加拿大teqsim公司生產的電力系統(tǒng)數字模擬實時仿真系統(tǒng)，建成了全國高校第一家具備混合實時仿真環(huán)境的實驗室。（4）電力系統(tǒng)運行人員培訓仿真系統(tǒng)。電力系統(tǒng)運行人員培訓仿真系統(tǒng)是針對我國電力企業(yè)職工崗位培訓的迫切要求，將計算機、網絡和多媒體技術的最新成果和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析理論相結合，利用專家系統(tǒng)、智能cai（計算機輔助教學）理論，進行電力系統(tǒng)知識教學、培訓的一種強有力手段。本系統(tǒng)設計新穎，并合理配置軟件資源分布，教、學員臺在軟件系統(tǒng)結構上耦合性很少，且系統(tǒng)硬件擴充簡單方便，因此學員臺理論上可無限擴充。 （5）配電網自動化。在中低壓網絡數字電子載波ndlc、配網的模型及高級應用軟件pas、地理信息與配網scada一體化方面取得了重大技術突破。（6）電力系統(tǒng)分析與控制 。對在線測量技術、實時相角測量、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制理論與技術、小電流接地選線方法、電力系統(tǒng)振蕩機理及抑制方法、發(fā)電機跟蹤同期技術、非線性勵磁和調速控制、潮流計算的收斂性、電網調度自動化仿真、電力負荷預測方法、基于柔性數據收集與監(jiān)控的電網故障診斷和恢復控制策略、電網故障診斷理論與技術等方面進行了研究。（7）人工智能在電力系統(tǒng)中的應用。結合電力工業(yè)發(fā)展的需要，開展了將專家系統(tǒng)、人工神經網絡、模糊邏輯以及進化理論應用到電力系統(tǒng)及其元件的運行分析、警報處理、故障診斷、規(guī)劃設計等方面的實用研究。（8）現代電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用。開展了電力電子裝置控制理論和控制算法、各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的行為和作用、靈活交流輸電系統(tǒng)、直流輸電的微機控制技術、動態(tài)無功補償技術、有源電力濾波技術、大容量交流電機變頻調速技術和新型儲能技術等方面的研究 （9）電氣設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術。通過將傳感器技術、光纖技術、計算機技術、數字信號處理技術以及模式識別技術等結合起來，針對電氣設備絕緣監(jiān)測方法和故障診斷的機理進行了詳細的基礎研究，開發(fā)了發(fā)電機、變壓器、開關設備、電容型設備和直流系統(tǒng)等主要電氣設備的監(jiān)控系統(tǒng)，全面提高電氣設備和電力系統(tǒng)的安全運行水平。

2、電力系統(tǒng)自動化總的發(fā)展趨勢

1.1 當今電力系統(tǒng)的自動控制技術正趨向于:

①在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應化、智能化、協(xié)調化、區(qū)域化發(fā)展。②在設計分析上日益要求面對多機系統(tǒng)模型來處理問題。③在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。④在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。⑤在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。

1.2 整個電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展則趨向于：

①由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展，例如從系統(tǒng)功率總加到AGC(自動發(fā)電控制)。②由高電壓等級向低電壓擴展，例如從EMS(能量管理系統(tǒng))到DMS(配電管理系統(tǒng))。③由單個元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展，例如SCADA(監(jiān)測控制與數據采集)的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展。④由單一功能向多功能、一體化發(fā)展，例如變電站綜合自動化的發(fā)展。⑤裝置性能向數字化、快速化、靈活化發(fā)展，例如繼電保護技術的演變。⑥追求的目標向最優(yōu)化、協(xié)調化、智能化發(fā)展，例如勵磁控制、潮流控制。⑦由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展，例如MIS(管理信息系統(tǒng))在電力系統(tǒng)中的應用。

近20年來，隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發(fā)展，現代電力系統(tǒng)已成為一個計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(Power System Equiqments and Power Electronics)的統(tǒng)一體，簡稱為“CCCP”。其內涵不斷深入，外延不斷擴展。電力系統(tǒng)自動化處理的信息量越來越大，考慮的因素越來越多，直接可觀可測的范圍越來越廣，能夠閉環(huán)控制的對象越來越豐富。

3、 具有變革性重要影響的三項新技術

3.1 電力系統(tǒng)的智能控制 電力系統(tǒng)的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優(yōu)控制、非線性控制及多機系統(tǒng)協(xié)調控制階段;智能控制階段。電力系統(tǒng)控制面臨的主要技術困難有:

①電力系統(tǒng)是一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態(tài)大系統(tǒng)。②具有多目標尋優(yōu)和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。③不僅需要本地不同控制器間協(xié)調，也需要異地不同控制器間協(xié)調控制。

智能控制是當今控制理論發(fā)展的新的階段，主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統(tǒng)。

智能控制在電力系統(tǒng)工程應用方面具有非常廣闊的前景，其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制，基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統(tǒng)結構，多機系統(tǒng)中的ASVG(新型靜止無功發(fā)生器)的自學習功能等。

3.2 FACTS和DFACTS

3.2.1 FACTS概念的提出 在電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的時候，一種改變傳統(tǒng)輸電能力的新技術――柔流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術悄然興起。

所謂“柔流輸電系統(tǒng)”技術又稱“靈活交流輸電系統(tǒng)”技術簡稱FACTS，就是在輸電系統(tǒng)的重要部位，采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置，對輸電系統(tǒng)的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制，使輸電更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運行性能和電能質量，并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術。

3.2.2 FACTS的核心裝置之一――ASVC的研究現狀 各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發(fā)生器。

ASVC由二相逆變器和并聯(lián)電容器構成，其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運行電壓，而且可以在故障后的恢復期間穩(wěn)定電壓，因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比，ASVC的調節(jié)范圍大，反應速度快，不會發(fā)生響應遲緩，沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲，并且因為ASVC是一種固態(tài)裝置，所以能響應網絡中的暫態(tài)也能響應穩(wěn)態(tài)變化，因此其控制能力大大優(yōu)于同步調相機。

3.2.3 DFACTS的研究態(tài)勢 隨著高科技產業(yè)和信息化的發(fā)展，電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感，電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關。可以說，信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。

DFACTS是指應用于配電系統(tǒng)中的靈活交流技術，它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法，在配電網和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子控制器。

4、基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS和動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

4.1 基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS 目前應用的電力系統(tǒng)監(jiān)測手段主要有側重于記錄電磁暫態(tài)過程的各種故障錄波儀和側重于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況的監(jiān)視控制與數據采集(SCADA)系統(tǒng)。前者記錄數據冗余，記錄時間較短，不同記錄儀之間缺乏通信，使得對于系統(tǒng)整體動態(tài)特性分析困難;后者數據刷新間隔較長，只能用于分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。兩者還具有一個共同的不足，即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記，記錄數據只是局部有效，難以用于對全系統(tǒng)動態(tài)行為的分析。

4.2 基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng) 基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是新動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)與原有SCADA的結合。電力系統(tǒng)新一代動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)，主要由同步定時系統(tǒng)，動態(tài)相量測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術，為相量控制提供了實現的條件。GPS技術與相量測量技術結合的產物――PMU(相量測量單元)設備，正逐步取代RTU設備實現電壓、電流相量測量(相角和幅值)。

篇2

【關鍵詞】THLZD-2;THLDK-2;實驗平臺

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，其在國民經濟中起著越來越重要的作用。電力系統(tǒng)數字仿真雖然已經已成為電力系統(tǒng)研究、規(guī)劃、運行、設計和教學等各方面不可或缺的工具，特別是電力系統(tǒng)新技術的開發(fā)研究、新裝置的設計和參數的確定更是需要通過仿真來確認。但是在電力系統(tǒng)教學中，單純采用仿真的教學方式，學生由于對物理概念不夠直觀，難于接觸電力系統(tǒng)模型，教學效果并不理想[1-2]。

為此濱州學院采用THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺，把真實的電力系統(tǒng)縮小到實驗室中，能夠便于學生直觀理解與掌握電力系統(tǒng)概念與知識，增強學生學習的積極性與主動性。

一、電力系統(tǒng)綜合實驗室組成

我校電力系統(tǒng)綜合實驗室主要由4套THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺與一套THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實驗平臺組成，可以完成很多涵蓋專業(yè)領域的實驗，包括《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)繼電保護原理》、《電力系統(tǒng)自動裝置原理》、《電力系統(tǒng)自動化》、《電網監(jiān)控及調度自動化》、《電力系統(tǒng)遠動》等專業(yè)課程的實驗[3]。

1.THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺

THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺是一套集多種功能于一體的綜合型實驗裝置，展示了現代電能發(fā)出和輸送全過程的工作原理。這套實驗裝置由THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化實驗臺（簡稱“實驗臺”）、THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化控制柜（簡稱“控制柜”）、無窮大系統(tǒng)和發(fā)電機組和三相可調負載箱等組成。

（1）發(fā)電機機組部分。用直流電動機（PN=2.2kW，UN=220V，nN=1500rpm）模擬原動機，包括模擬直流電動機，直流電動機和同步發(fā)電機經聯(lián)軸器軟聯(lián)接后，固定在底盤上，機組的底盤裝有四個輪子和四個螺旋式的支撐腳，構成可移動式機組，方便移動。同時，發(fā)電機組還裝有光電編碼器，功角測量裝置和其它配套件。

（2）實驗操作臺主要包括：輸電線路單元、微機線路保護單元、.控制方式選擇單元監(jiān)測儀表單元、指示單元、設置單元、設備接口單元、電源單元。

（3）THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化控制柜包括：測量儀表單元、原動機控制單元、發(fā)電機勵磁單元、準同期單元、設備接口單元、電源單元。

（4）無窮大系統(tǒng)。所謂無窮大系統(tǒng)可以看作是內阻抗為零，頻率、電壓及其相位都恒定不變的一臺同步發(fā)電機。在本實驗系統(tǒng)中，由于15kVA自耦調壓器的容量遠大于單臺發(fā)電機組的容量，故由15kVA自耦調壓器模擬無窮大系統(tǒng)。

（5）三相可調負載箱簡介采用柜式結構，配有腳輪可移動。包括阻性負載和感性負載。

阻性負載包括一組3×1600?/0.2A （0.1kW）板式電阻，兩組3×800?/0.4A（0.2kW）板式電阻，一組3×320?/1A（0.5kW）板式電阻和兩組3×160?/2A（1kW）板式電阻，通過開關投切可調節(jié)阻性負載的大小。感性負載由三個200mH的電感和自耦調壓器構成感性負載，通過開關投切可調節(jié)感性負載的大小。

2.THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實驗平臺

THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實驗平臺是一個高度自動化的、開放式多機電力網絡綜合實驗系統(tǒng)，它是建立在THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺的基礎之上，將多個實驗平接成一個復雜多變的電力網絡系統(tǒng)，并配置微機監(jiān)控系統(tǒng)實現電力系統(tǒng)“四遙”功能，還結合教學，提供電力系統(tǒng)潮流系統(tǒng)分析。

本實驗平臺能反映現代電能的發(fā)、輸、變、配、用的全過程，充分體現現代電力系統(tǒng)高度自動化、信息化、數字化的特點，實現電力系統(tǒng)的監(jiān)測、控制、監(jiān)視、保護、調度的自動化。

此外，本實驗平臺針對新課程體系，適合創(chuàng)建開放式現代實驗室和培訓中心，有利于提高學生和學員的實踐能力和創(chuàng)新思維，為電力行業(yè)培養(yǎng)出更多高素質的復合型人才。

電力系統(tǒng)監(jiān)控實驗平臺整體結構如下圖1-1所示。

圖1-1 電力系統(tǒng)監(jiān)控實驗平臺整體結構

THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實驗平臺主要由計算機系統(tǒng)，實驗操作臺和模擬無窮大系統(tǒng)三大部分組成，與多臺THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺配合共同完成實驗項目。

本套多機電力網絡綜合實驗系統(tǒng)，深化了電力專業(yè)的教學內容，能進行基礎課程學習、專業(yè)課程設計以及綜合實驗開發(fā)一套完整的基礎平臺，不僅能滿足現代開放型、研究型、綜合型的電力專業(yè)教學體系，而且能提高專業(yè)實驗的教學質量和水平，更有利于培養(yǎng)學生綜合分析問題和解決問題的能力。

二、THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺的應用

電力系統(tǒng)綜合實驗室可以完成電氣工程與自動化技術專業(yè)本科教學，并且能夠完成開放型與創(chuàng)新型實驗，不僅能夠使學生掌握電力系統(tǒng)的基本概念，基本知識，而且能夠培養(yǎng)學生的實踐能力與創(chuàng)新能力。

1.本科教學工作

本實驗室4套THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺可以單獨完成的實驗有：

（1）發(fā)電機組的起動與運轉實驗，可以使學生熟悉發(fā)電機組中原動機（直流電動機）的基本特性，掌握發(fā)電機組起勵建壓，并網，解列和停機的操作。

（2）發(fā)電機勵磁實驗，可以使學生熟悉不同勵磁方式對發(fā)電機影響。

（3）并網實驗，能夠使學生掌握不同條件下的并網，對電力系統(tǒng)的影響及并網的條件。

（4）單機-無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行方式實驗，能夠使學生熟悉遠距離輸電的線路基本結構和參數的測試方法。

（5）電力系統(tǒng)功率特性和功率極限實驗，能夠使學生加深理解發(fā)電機功率特性和功率極限的概念，通過實驗了解提高電力系統(tǒng)功率極限的措施。

（6）電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實驗，通過實驗加深對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內容的理解，通過實際操作，從實驗中觀察到系統(tǒng)失步現象和掌握正確處理的措施，了解提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施。

THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺與THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實驗平臺組合后可以完成組網實驗，能夠完成復雜電力系統(tǒng)運行實驗、電力系統(tǒng)分析實驗（包括潮流計算、復雜電力系統(tǒng)故障計算）等實驗。

2.開放型與創(chuàng)新型實驗開展

THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺與THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實驗平臺組合后學生可以完成開放與創(chuàng)新型實驗。學生可以自己設計不同機組的組網實驗，完成電力不同運行方式潮流計算，故障分析，并且能夠通過組態(tài)軟件實時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，進行安全分析。

3.科研平臺

THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺包括電力系統(tǒng)的發(fā)輸部分的基本原理，并且每臺發(fā)電機都包括勵磁裝置和準同期并網裝置。發(fā)電機有多種勵磁方式可以選擇，并且運行方式和運行參數可以修改。準同期裝置參數也可以設置與修改，完成不同條件下的并網實驗，因此本實驗平臺可供科研使用。

三、試驗中問題探討及建議

（1）學生做發(fā)電機并網實運行實驗中，在完成實驗按下分閘按鈕后，發(fā)電機突然出現飛車現象，轉速突然遠遠高于發(fā)電機的額定轉速。此問題主要原因是學生在完成并網實驗后，在沒有將發(fā)電機組的有功無功調到零的情況下直接按下分閘斷路器，而導致發(fā)電機的轉速突然增加。

（2）本實驗平臺短路故障設置點固定，在做暫態(tài)及創(chuàng)新設計實驗時缺乏靈活性，建議設備以后能有所改進

四、總結

THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺的應用，深化了本科教學內容，為電力系統(tǒng)開放型與創(chuàng)新型實驗提供了條件，也為教師提供了科研平臺，總結了試驗中的存在問題及整改建議。

參考文獻

[1]李明偉，李建月.我院電氣工程及其自動化專業(yè)建設的思考與探索[J].洛陽理工學院學報（自然科學版）， 2009，19（4）：94-96.

篇3

關鍵詞：新形勢；電力系統(tǒng)自動化；研究方向

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

文章編號：1009-0118（2012）07-0215-02

電力系統(tǒng)自動化是我們電力系統(tǒng)一直以來力求的發(fā)展方向，它包括：發(fā)電控制的自動化（AGC已經實現，尚需發(fā)展）、電力調度的自動化（具有在線潮流監(jiān)視，故障模擬的綜合程序以及SCADA系統(tǒng)），實現了配電網的自動化，現今最熱門的變電站綜合自動化即建設綜自站，實現更好的無人值班。電力系統(tǒng)是一個地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網絡和用戶組成的統(tǒng)一調度和運行的復雜大系統(tǒng)。

一、電力系統(tǒng)自動化的概念

電力系統(tǒng)自動化的領域包括生產過程的自動檢測、調節(jié)和控制，系統(tǒng)和元件的自動安全保護，網絡信息的自動傳輸，系統(tǒng)生產的自動調度，以及企業(yè)的自動化經濟管理等。電力系統(tǒng)自動化的主要目標是保證供電的電能質量（頻率和電壓）、系統(tǒng)運行的安全可靠，提高經濟效益和管理效能。

二、具有變革性重要影響的三項新技術

（一）電力系統(tǒng)的智能控制

電力系統(tǒng)的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為3個階段：基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優(yōu)控制、非線性控制及多機系統(tǒng)協(xié)調控制階段；智能控制階段。智能控制是當今控制理論發(fā)展的新階段，主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題。特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統(tǒng)。

智能控制在電力系統(tǒng)工程應用方面具有非常廣闊的前景，其具體應用于快關汽門的人工神經網絡適應控制，基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統(tǒng)結構，多機系統(tǒng)中的ASVG（新型靜止無功發(fā)生器）的自學習功能等。

（二）FACTS和DFACTS

1、FACTS概念的提出

電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統(tǒng)穩(wěn)定性，一種改變傳統(tǒng)輸電能力的新技術——柔流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術悄然興起。

所謂“柔流輸電系統(tǒng)技術”又稱“靈活交流輸電系統(tǒng)技術”，簡稱FACTS，就是在輸電系統(tǒng)的重要部位，采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置，對輸電系統(tǒng)的主要參數（如電壓、相位差、電抗等）進行調整控制，使輸電更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運行性能和電能質量，并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術。

2、FACTS的核心裝置ASVC的研究現狀

ASVC由二相逆變器和并聯(lián)電容器構成，其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運行電壓，而且可以在故障后的恢復期間穩(wěn)定電壓，因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比，ASVC的調節(jié)范圍大，反應速度快，不會響應遲緩，沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲。并且因為ASVC是一種固態(tài)裝置，所以能響應網絡中的暫態(tài)，也能響應穩(wěn)態(tài)變化，因此其控制能力大大優(yōu)于同步調相機。

3、DFACTS的研究態(tài)勢

DFACTS是指應用于配電系統(tǒng)中的靈活交流技術，它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法，在配電網和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子控制器。

三、基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS和動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

（一）基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS

目前應用的電力系統(tǒng)監(jiān)測手段，主要有側重于記錄電磁暫態(tài)過程的各種故障錄波儀和側重于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況的監(jiān)視控制與數據采集（SCADA）系統(tǒng)。前者記錄數據冗余，記錄時間較短，不同記錄儀之間缺乏通信，使得對于系統(tǒng)整體動態(tài)特性分析困難；后者數據刷新間隔較長，只能用于分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。兩者還具有一個共同的不足，即不同地點之間缺乏準確地共同時間標記，記錄數據只是局部有效，難以用于對全系統(tǒng)動態(tài)行為的分析。

（二）基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是新動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)與原有SCADA的結合。電力系統(tǒng)新一代動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)，主要由同步定時系統(tǒng)，動態(tài)相量測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術，為相量控制提供了實現的條件。GPS技術與相量測量技術結合的產物——PMU（相量測量單元）設備，正逐步取代RTU設備實現電壓、電流相量測量（相角和幅值）。

四、電力系統(tǒng)自動化的研究方向

（一）智能保護與變電站綜合自動化

對電力系統(tǒng)電保護的新原理進行了研究，將國內外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動控制理論、自適應理論、網絡通信、微機新技術等應用于新型繼電保護裝置中，使得新型繼電保護裝置具有智能控制的特點，大大提高電力系統(tǒng)的安全水平。對變電站自動化系統(tǒng)進行了多年研究，研制的分層分布式變電站綜合自動化裝置能夠適用于35-500kV各種電壓等級變電站。微機保護領域的研究處于國際領先水平，變電站綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平。

（二）電力市場理論與技術

基于我國目前的經濟發(fā)展狀況、電力市場發(fā)展的需要和電力工業(yè)技術經濟的具體情況，認真研究了電力市場的運營模式，深入探討并明確了運營流程中各步驟的具體規(guī)則；提出了適合我國現階段電力市場運營模式的期貨交易（年、月、日發(fā)電計劃）、轉運服務等模塊的具體數學模型和算法，緊緊圍繞當前我國模擬電力市場運營中亟待解決的理論問題。

（三）電力系統(tǒng)實時仿真系統(tǒng)

對電力負荷動態(tài)特性監(jiān)測、電力系統(tǒng)實時仿真建模等方面進行了研究，引進了加拿大Teqsim公司生產的電力系統(tǒng)數字模擬實時仿真系統(tǒng)，建成了全國高校第一家具備混合實時仿真環(huán)境的實驗室。該仿真系統(tǒng)不僅可進行多種電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)實驗，提供大量實驗數據，并可與多種控制裝置構成閉環(huán)系統(tǒng)，協(xié)助科研人員進行新裝置的測試，從而為研究智能保護及靈活輸電系統(tǒng)的控制策略提供了一流的實驗條件。

五、電力系統(tǒng)運行人員培訓仿真系統(tǒng)

電力系統(tǒng)運行人員培訓仿真系統(tǒng)是針對我國電力企業(yè)職工崗位培訓的迫切要求，將計算機、網絡和多媒體技術的最新成果和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析理論相結合，利用專家系統(tǒng)、智能cai（計算機輔助教學）理論，是進行電力系統(tǒng)知識教學、培訓的一種強有力手段。本系統(tǒng)設計新穎，并合理配置軟件資源分布，教、學員臺在軟件系統(tǒng)結構上耦合性很少，且系統(tǒng)硬件擴充簡單方便，因此學員臺理論可無限擴充。

六、配電網自動化

在中低壓網絡數字電子載波ndlc、配網的模型及高級應用軟件pas、地理信息與配網scada一體化方面取得了重大技術突破。其中，ndlc采用了dsp數字信號處理技術，提高了載波接收靈敏度，解決了載波正在配電網上應用的衰耗、干擾、路由等技術難題；高級應用軟件pas將輸電網ems的理論算法與配網實際結合起來，采用了最新國際標準IEC61850、IEC61970CIM公共信息模型；采用配網遞歸虛擬流算法進行潮流計算；應用人工智能灰色神經元算法進行負荷預測。

七、電力系統(tǒng)分析與控制

對在線測量技術、實時相角測量、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制理論與技術、小電流接地選線方法、電力系統(tǒng)振蕩機理及抑制方法、發(fā)電機跟蹤同期技術、非線性勵磁和調速控制、潮流計算的收斂性、電網調度自動化仿真、電力負荷預測方法、基于柔性數據收集與監(jiān)控的電網故障診斷和恢復控制策略、電網故障診斷理論與技術等方面進行了研究。在非線性理論、軟計算理論和小波理論在電力系統(tǒng)應用方面，以及在電力市場條件下電力系統(tǒng)分析與控制的新理論、新模型、新算法和新的實現手段進行了研究。

八、人工智能在電力系統(tǒng)中的應用

結合電力工業(yè)發(fā)展的需要，開展了將專家系統(tǒng)、人工神經網絡、模糊邏輯以及進化理論應用到電力系統(tǒng)及其元件的運行分析、警報處理、故障診斷、規(guī)劃設計等方面的實用研究。在上述實用軟件研究的基礎上開展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應用的研究，以提高電力系統(tǒng)運行與控制的智能化水平。

九、現代電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用

開展了電力電子裝置控制理論和控制算法、各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的行為和作用、靈活交流輸電系統(tǒng)、直流輸電的微機控制技術、動態(tài)無功補償技術、有源電力濾波技術、大容量交流電機變頻調速技術和新型儲能技術等方面的研究。

篇4

【關鍵詞】發(fā)展；電力系統(tǒng)自動化；應用

1.電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢

1.1整個電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展則趨向于

（1）由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展，例如從系統(tǒng)功率總加到AGC（自動發(fā)電控制）。

（2）由高電壓等級向低電壓擴展，例如從EMS（能量管理系統(tǒng)）到DMS（配電管理系統(tǒng)）。

（3）由單個元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展，例如SCADA（監(jiān)測控制與數據采集）的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展。

（4）由單一功能向多功能、一體化發(fā)展，例如變電站綜合自動化的發(fā)展。

（5）裝置性能向數字化、快速化、靈活化發(fā)展，例如繼電保護技術的演變。

（6）追求的目標向最優(yōu)化、協(xié)調化、智能化發(fā)展，例如勵磁控制、潮流控制。

（7）由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展，例如MIS（管理信息系統(tǒng)）在電力系統(tǒng)中的應用。

1.2當今電力系統(tǒng)的自動控制技術正趨向于

（1）在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。

（2）在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。

（3）在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。

（4）在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應化、智能化、協(xié)調化、區(qū)域化發(fā)展。

（5）在設計分析上日益要求面對多機系統(tǒng)模型來處理問題。

近20年來，隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發(fā)展，現代電力系統(tǒng)已成為一個計算機（Computer）、控制（Control）、通信（Communication）和電力裝備及電力電子（Power System Equiqments and Power Electronics）的統(tǒng)一體，簡稱為“CCCP”。其內涵不斷深入，外延不斷擴展。電力系統(tǒng)自動化處理的信息量越來越大，考慮的因素越來越多，直接可觀可測的范圍越來越廣，能夠閉環(huán)控制的對象越來越豐富。

2.電力系統(tǒng)的變革技術

2.1 FACTS和DFACTS

2.1.1 FACTS的核心裝置之一——ASVC的研究現狀

各種FACTS裝置的共同特點是：基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發(fā)生器。

ASVC由二相逆變器和并聯(lián)電容器構成，其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運行電壓，而且可以在故障后的恢復期間穩(wěn)定電壓，因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比，ASVC的調節(jié)范圍大，反應速度快，不會發(fā)生響應遲緩，沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲，并且因為ASVC是一種固態(tài)裝置，所以能響應網絡中的暫態(tài)也能響應穩(wěn)態(tài)變化，因此其控制能力大大優(yōu)于同步調相機。

2.1.2 FACTS概念的提出

在電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的時候，一種改變傳統(tǒng)輸電能力的新技術——柔流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術悄然興起。

所謂“柔流輸電系統(tǒng)”技術又稱“靈活交流輸電系統(tǒng)”技術簡稱FACTS，就是在輸電系統(tǒng)的重要部位，采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置，對輸電系統(tǒng)的主要參數（如電壓、相位差、電抗等）進行調整控制，使輸電更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運行性能和電能質量，并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術。

2.1.3 DFACTS的研究態(tài)勢

隨著高科技產業(yè)和信息化的發(fā)展，電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感，電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關。可以說，信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。

DFACTS是指應用于配電系統(tǒng)中的靈活交流技術，它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是：對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法，在配電網和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子控制器。

2.2基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS和動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

2.2.1基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是新動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)與原有SCADA的結合。電力系統(tǒng)新一代動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)，主要由同步定時系統(tǒng)，動態(tài)相量測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術，為相量控制提供了實現的條件。GPS技術與相量測量技術結合的產物——PMU（相量測量單元）設備，正逐步取代RTU設備實現電壓、電流相量測量（相角和幅值）。

2.2.2基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS

目前應用的電力系統(tǒng)監(jiān)測手段主要有側重于記錄電磁暫態(tài)過程的各種故障錄波儀和側重于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況的監(jiān)視控制與數據采集（SCADA）系統(tǒng)。前者記錄數據冗余，記錄時間較短，不同記錄儀之間缺乏通信，使得對于系統(tǒng)整體動態(tài)特性分析困難；后者數據刷新間隔較長，只能用于分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。兩者還具有一個共同的不足，即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記，記錄數據只是局部有效，難以用于對全系統(tǒng)動態(tài)行為的分析。 電力系統(tǒng)調度監(jiān)測從穩(wěn)態(tài)/準穩(wěn)態(tài)監(jiān)測向動態(tài)監(jiān)測發(fā)展是必然趨勢。GPS技術和相量測量技術的結合標志著電力系統(tǒng)動態(tài)安全監(jiān)測和實時控制時代的來臨。

2.3電力系統(tǒng)的智能控制

電力系統(tǒng)的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段：基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段；線性最優(yōu)控制、非線性控制及多機系統(tǒng)協(xié)調控制階段；智能控制階段。電力系統(tǒng)控制面臨的主要技術困難有：

（1）不僅需要本地不同控制器間協(xié)調，也需要異地不同控制器間協(xié)調控制。

（2）電力系統(tǒng)是一個具有強非線性的、變參數（包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存）的動態(tài)大系統(tǒng)。

（3）具有多目標尋優(yōu)和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。

智能控制是當今控制理論發(fā)展的新的階段，主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題；特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統(tǒng)。

篇5

關鍵詞：電力系統(tǒng)自動化發(fā)展應用

一、電力系統(tǒng)自動化總的發(fā)展趨勢

1.當今電力系統(tǒng)的自動控制技術正趨向于:

(1)在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應化、智能化、協(xié)調化、區(qū)域化發(fā)展。

(2)在設計分析上日益要求面對多機系統(tǒng)模型來處理問題。

(3)在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。

(4)在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。

(5)在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。

2.整個電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展則趨向于:

(1)由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展,例如從系統(tǒng)功率總加到AGC(自動發(fā)電控制)。

(2)由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統(tǒng))到DMS(配電管理系統(tǒng))。

(3)由單個元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展,例如SCADA(監(jiān)測控制與數據采集)的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展。

(4)由單一功能向多功能、一體化發(fā)展,例如變電站綜合自動化的發(fā)展。

(5)裝置性能向數字化、快速化、靈活化發(fā)展,例如繼電保護技術的演變。

(6)追求的目標向最優(yōu)化、協(xié)調化、智能化發(fā)展,例如勵磁控制、潮流控制。

(7)由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展,例如MIS(管理信息系統(tǒng))在電力系統(tǒng)中的應用。

近20年來,隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發(fā)展,現代電力系統(tǒng)已成為一個計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(PowerSystemEquiqmentsandPowerElectronics)的統(tǒng)一體,簡稱為“CCCP”。其內涵不斷深入,外延不斷擴展。電力系統(tǒng)自動化處理的信息量越來越大,考慮的因素越來越多,直接可觀可測的范圍越來越廣,能夠閉環(huán)控制的對象越來越豐富。

二、具有變革性重要影響的三項新技術

1.電力系統(tǒng)的智能控制

電力系統(tǒng)的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優(yōu)控制、非線性控制及多機系統(tǒng)協(xié)調控制階段;智能控制階段。電力系統(tǒng)控制面臨的主要技術困難有:

(1)電力系統(tǒng)是一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態(tài)大系統(tǒng)。

(2)具有多目標尋優(yōu)和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。

(3)不僅需要本地不同控制器間協(xié)調,也需要異地不同控制器間協(xié)調控制。

智能控制是當今控制理論發(fā)展的新的階段,主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統(tǒng)。

智能控制在電力系統(tǒng)工程應用方面具有非常廣闊的前景,其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制,基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統(tǒng)結構,多機系統(tǒng)中的ASVG(新型靜止無功發(fā)生器)的自學習功能等。

2.FACTS和DFACTS

(1)FACTS概念的提出

在電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的時候,一種改變傳統(tǒng)輸電能力的新技術——柔流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術悄然興起。

所謂“柔流輸電系統(tǒng)”技術又稱“靈活交流輸電系統(tǒng)”技術簡稱FACTS,就是在輸電系統(tǒng)的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統(tǒng)的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統(tǒng),以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術。

(2)FACTS的核心裝置之一——ASVC的研究現狀

各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發(fā)生器。

ASVC由二相逆變器和并聯(lián)電容器構成,其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運行電壓,而且可以在故障后的恢復期間穩(wěn)定電壓,因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比,ASVC的調節(jié)范圍大,反應速度快,不會發(fā)生響應遲緩,沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲,并且因為ASVC是一種固態(tài)裝置,所以能響應網絡中的暫態(tài)也能響應穩(wěn)態(tài)變化,因此其控制能力大大優(yōu)于同步調相機。

(3)DFACTS的研究態(tài)勢

隨著高科技產業(yè)和信息化的發(fā)展,電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感,電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關。可以說,信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。

DFACTS是指應用于配電系統(tǒng)中的靈活交流技術,它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子控制器。超級秘書網

3.基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS和動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

(1)基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS

目前應用的電力系統(tǒng)監(jiān)測手段主要有側重于記錄電磁暫態(tài)過程的各種故障錄波儀和側重于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況的監(jiān)視控制與數據采集(SCADA)系統(tǒng)。前者記錄數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統(tǒng)整體動態(tài)特性分析困難;后者數據刷新間隔較長,只能用于分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數據只是局部有效,難以用于對全系統(tǒng)動態(tài)行為的分析。

(2)基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng),是新動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)與原有SCADA的結合。電力系統(tǒng)新一代動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng),主要由同步定時系統(tǒng),動態(tài)相量測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術,為相量控制提供了實現的條件。GPS技術與相量測量技術結合的產物——PMU(相量測量單元)設備,正逐步取代RTU設備實現電壓、電流相量測量(相角和幅值)。